JP6015096B2 - 搬送装置、液体吐出装置、及び搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置、液体吐出装置、及び搬送方法に関する。

搬送モーターを駆動させて被搬送物を目標位置に搬送させるための搬送装置が広く使用されている。例えば、被搬送物として媒体（用紙など）に搬送方法に搬送し、搬送した媒体に液体を吐出する液体吐出装置（例えばインクジェットプリンター）などにもこのような技術が用いられている。

特開２０１０-５２２９５号公報

このような搬送装置では、被搬送物を目標位置にまで精度良く、かつ、短い時間で搬送させるということが要求される。例えば、前述のインクジェットプリンターなどでは、被搬送物（用紙など）を精度良く目標位置に搬送できなければ、画質が劣化する（印刷品質が低下する）などの不具合が生ずる場合がある。また、被搬送物を短い時間で目標位置に搬送できなければ、総印刷時間が長くなる（スループットが悪化する）という問題が生ずる。

そこで、本発明は、被搬送物を精度良く、かつ、短時間で目標位置に搬送することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、被搬送物を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーに前記被搬送物を搬送させるための駆動力を与える搬送モーターと、前記搬送ローラーの回転量を検出する検出部と、前記搬送モーターを制御して前記搬送ローラーを回転させる制御部であって、前記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転量と、現在の前記搬送ローラーの回転量とを比較して前記被搬送物が前記目標位置に到達したか否かを判断し、少なくとも、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に、前記目標回転量と現在の前記回転量に基づいて、前記搬送モーターの駆動を位置フィードバック制御する制御部とを備えた搬送装置であって、前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行い、その後、前記第１のフィードバックゲインよりも小さい第２のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行うことを特徴とする搬送装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本実施形態におけるプリンター１０の内部構成を説明するための図である。 本実施形態におけるプリンター１０を説明するための側面図である。 リニアエンコーダー５０の構成を模式的に示した説明図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、リニアエンコーダー５０によって出力される信号を説明するための図である。 速度制御部１２０の構成を説明するためのブロック図である。 位置制御部１４０の構成を説明するためのブロック図である。 現在位置に対する目標速度を説明するための図である。 比較例１における用紙Ｐの搬送の制御についての説明図である。 比較例２における用紙Ｐの搬送の制御についての説明図である。 比較例２におけるＰＦモーター３１の駆動と用紙Ｐの搬送との関係についての説明図である。 本実施形態における用紙Ｐの搬送の制御についての説明図である。 本実施形態におけるＰＦモーター３１の駆動と用紙Ｐの搬送との関係についての説明図である。 目標位置に対する停止精度のばらつきについての説明図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

被搬送物を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーに前記被搬送物を搬送させるための駆動力を与える搬送モーターと、前記搬送ローラーの回転量を検出する検出部と、前記搬送モーターを制御して前記搬送ローラーを回転させる制御部であって、前記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転量と、現在の前記搬送ローラーの回転量とを比較して前記被搬送物が前記目標位置に到達したか否かを判断し、少なくとも、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に、前記目標回転量と現在の前記回転量に基づいて、前記搬送モーターの駆動を位置フィードバック制御する制御部とを備えた搬送装置であって、前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行い、その後、前記第１のフィードバックゲインよりも小さい第２のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行うことを特徴とする搬送装置が明らかとなる。
このような搬送装置によれば、搬送の速度を速めた場合においても、第１のフィードバックゲインを用いた位置フィードバック制御によって被搬送物が目標位置を通過（オーバーシュート）するのを抑制することができる。また、第２のフィードバックゲインを用いた位置フィードバック制御によって被搬送物を停止位置から移動させないようにすることができる。よって被搬送物を精度良く、かつ、短い時間で目標位置に搬送することができる。

かかる搬送装置であって、前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に行う前記位置フィードバック制御には、前記第１のフィードバックゲインよりも大きい第３のフィードバックゲインを用いることが望ましい。
このような搬送装置によれば、より早く目標位置に到達させることができる。

かかる搬送装置であって、前記被搬送物が前記目標位置を通過すると前記位置フィードバック制御によって前記搬送ローラーの回転方向を反転するよう前記搬送モーターが制御され、前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、前記搬送ローラーの回転方向が反転するよりも前に、前記第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行うことが望ましい。
このような搬送装置によれば、目標位置に対する被搬送物の通過量（オーバーシュート）を低減できる。

かかる搬送装置であって、前記第１のゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う期間は、前記第２のゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う期間よりも短いことが望ましい。
このような搬送装置によれば、被搬送物を安定して停止させる（外乱などによる振動を防止する）ことができる。

かかる搬送装置であって、前記搬送ローラーの回転速度を検出する速度検出部をさらに有し、前記制御部は、前記位置フィードバック制御を実行するよりも前に、前記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転速度と、前記速度検出部で検出された現在の前記搬送ローラーの回転速度とに基づいて、前記搬送モーターを速度フィードバック制御することが望ましい。
このような搬送装置によれば、被搬送物の搬送速度と搬送精度（停止精度）をそれぞれ最適化することができる。

かかる搬送装置と、前記目標位置に搬送された前記被搬送物に液体を吐出するヘッドと、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれば、被搬送物に画像を形成する時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。

また、被搬送物を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーに前記被搬送物を搬送させるための駆動力を与える搬送モーターとを有する搬送装置による搬送方法であって、前記搬送ローラーの回転量を検出する工程と、記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転量と、現在の前記搬送ローラーの回転量とを比較して前記被搬送物が前記目標位置に到達したか否かを判断する工程と、少なくとも、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に、前記目標回転量と現在の前記回転量に基づいて、前記搬送モーターの駆動を位置フィードバック制御する工程と、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う工程と、前記第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行った後、前記第１のフィードバックゲインよりも小さい第２のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う工程と、を有することを特徴とする搬送方法が明らかとなる。

＝＝＝実施形態＝＝＝
以下、一実施形態に係る搬送装置（主として制御部１００と用紙搬送機構３０）を備えるインクジェットプリンター（以下、プリンター１０とよぶ）を例に挙げて説明する。なお、以下の説明においては、下方側とは、プリンター１０が設置される側を指し、上方側とは、設置される側から離間する側を指す。また、被搬送物としての用紙Ｐが供給される側を給送側（後端側）、用紙Ｐが排出される側を排紙側（手前側）として説明する。

≪プリンター１０の概略構成について≫
図１は、本実施形態におけるプリンター１０の内部構成を説明するための図である。図２は、本実施形態におけるプリンター１０を説明するための側面図である。図１に示すように、プリンター１０は、不図示の筐体部と、キャリッジ駆動機構２０と、用紙搬送機構３０と、ロータリーエンコーダー４０と、リニアエンコーダー５０と、制御部１００と、を備えている。

キャリッジ駆動機構２０は、キャリッジ２１と、キャリッジモーター２２（以下、ＣＲモーター２２ともいう）と、ベルト２３と、歯車プーリ２４、従動プーリ２５およびキャリッジ軸２６を備えている。キャリッジ２１は、各色のインクカートリッジ２７を搭載可能としている。また、図１および図２に示すように、キャリッジ２１の下面には、インク滴を吐出可能な印刷ヘッド２８が設けられている。また、ベルト２３は、無端ベルトであり、その一部がキャリッジ２１の背面に固定されている。このベルト２３は、歯車プーリ２４と従動プーリ２５とによって張設されている。また、ベルト２３の内周面と、歯車プーリ２４の外周はそれぞれ歯車状になっており、この歯車が噛み合った状態において、ＣＲモーター２２が回転することで歯車プーリ２４が回転し、これにより、ベルト２３が回転して、キャリッジ２１がキャリッジ軸２６に沿って移動するようになっている。なお、キャリッジ２１が移動する方向（以下、移動方向ともいう）は、後述する用紙Ｐの搬送方向と交差する方向である。

上述の印刷ヘッド２８には、各インクに対応づけられた不図示のノズル列が設けられていて、このノズル列を構成するノズルには、不図示のピエゾ素子が配置されている。このピエゾ素子の作動により、インク通路の端部にあるノズルからインク滴を吐出することが可能となっている。

用紙搬送機構３０は、被搬送物としての用紙Ｐを搬送するための搬送モーター３１（以下、ＰＦモーター３１ともいう）、および普通紙等の給紙に対応する給紙ローラー３２を備えている。また、給紙ローラー３２よりも排紙側には、用紙Ｐを搬送／挟持するためのＰＦローラー対３３が設けられている。ＰＦローラー対３３は、ＰＦ駆動ローラー３３ａ（搬送ローラーに相当する）と従動ローラー３３ｂを有している。ＰＦ駆動ローラー３３ａには、ＰＦモーター３１からの駆動力が伝達される。

また、ＰＦローラー対３３の排紙側には、プラテン３４および上述の印刷ヘッド２８が上下に対向する様に配設されている。プラテン３４は、ＰＦローラー対３３によって印刷ヘッド２８の下へ搬送されてくる用紙Ｐを下方側から支持する。また、プラテン３４よりも排紙側には、上述のＰＦローラー対３３と同様の排紙ローラー対３５が設けられている。排紙ローラー対３５は、排紙駆動ローラー３５ａと従動ローラー３５ｂを有している。この排紙ローラー対３５のうち、排紙駆動ローラー３５ａには、ＰＦ駆動ローラー３３ａと共に、ＰＦモーター３１からの駆動力が伝達される。なお、本実施形態ではキャリッジ駆動機構２０のＣＲモーター２２および用紙搬送機構３０のＰＦモーター３１はＤＣモーターであるが、他の種類のモーターであってもよい。

ロータリーエンコーダー４０（検出部に相当）は、円盤状スケール４１と、ロータリーセンサー４２とを備えており、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量を検出する。また、リニアエンコーダー５０は、キャリッジ２１の移動方向（副走査方向）に沿って延伸するリニアスケール５１と、ロータリーセンサー４２と同様のフォトセンサ（リニアセンサー５２）を備えており、キャリッジ２１の移動方向の位置を検出する。なお、ロータリーエンコーダー４０、リニアエンコーダー５０の詳細については後述する。

また、図示していないが、プリンター１０は、上述したロータリーエンコーダー４０、リニアエンコーダー５０以外に、用紙Ｐの幅を検出する紙幅検出センサー、印刷ヘッド２８とプラテン３４との間の距離を検出するギャップ検出センサー等、その他のセンサーを備えている。

制御部１００は、各種の制御を行う部分である。この制御部１００は、上述のロータリーセンサー４２、リニアセンサー５２、不図示の紙幅検出センサー、不図示のギャップ検出センサー、プリンター１０の電源をオン／オフする電源スイッチ等の各出力信号が入力される。

また、図１に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＰＲＯＭ１０４、ＡＳＩＣ１０５、モータードライバー１０６等を備えており、これらが例えばバス等の伝送路１０７を介して接続されている。そして、これらのハードウエアと、ＲＯＭ１０２やＰＲＯＭ１０４に記憶されているソフトウエアおよび／またはデータの協働によって、本実施形態における各種の動作が実現される。

≪エンコーダーについて≫
図３は、キャリッジ２１に取付けられたリニアエンコーダー５０の構成を模式的に示した説明図である。図３に示したリニアエンコーダー５０は、上述したようにリニアスケール５１と、リニアセンサー５２を備えている。また、リニアセンサー５２は、発光ダイオード５２Ａと、コリメーターレンズ５２Ｂと、検出処理部５２Ｃとを備えている。検出処理部５２Ｃは、複数（例えば４個）のフォトダイオード５２Ｄと、信号処理回路５２Ｅと、例えば２個のコンパレーター５２Ｆａ、５２Ｆｂとを有している。

発光ダイオード５２Ａの両端に抵抗を介して電圧ＶＣＣが印加されると、発光ダイオード５２Ａから光が発せられる。この光はコリメーターレンズ５２Ｂにより平行光に集光されてリニアスケール５１を通過する。なお、リニアスケール５１には、所定の間隔（例えば１／１８０インチ）毎にスリットが設けられている。

リニアスケール５１を通過した平行光は、図示しない固定スリットを通って各フォトダイオード５２Ｄに入射し、電気信号に変換される。４個のフォトダイオード５２Ｄから出力される電気信号は信号処理回路５２Ｅにおいて信号処理される。また、信号処理回路５２Ｅから出力される信号はコンパレーター５２Ｆａ、５２Ｆｂにおいて比較され、比較結果がパルスとして出力される。コンパレーター５２Ｆａ、５２Ｆｂから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ、ＥＮＣ−Ｂがリニアエンコーダー５０の出力となる。

図４Ａ及び図４Ｂは、リニアエンコーダー５０によって出力される信号を説明するための図である。図４Ａは、ＣＲモーター２２正転時におけるタイミングチャートであり、図４ＢはＣＲモーター２２逆転時におけるタイミングチャートである。図に示すように、ＣＲモーター２２正転時及び逆転時のいずれの場合も、パルスＥＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。ＣＲモーター２２が正転しているとき、即ち、キャリッジ２１が主走査方向に移動しているときは、図４Ａに示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が進み、ＣＲモーター２２が逆転しているときは、図４Ｂに示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が遅れる。そして、パルスＥＮＣ−Ａ及びパルスＥＮＣ−Ｂの１周期Ｔは、キャリッジ２１がリニアスケール５１のスリット間隔を移動する時間に等しい。

なお、ＰＦモーター３１用のロータリーエンコーダー４０は、円盤状スケール４１がＰＦ駆動ローラー３３ａの回転に応じて回転する回転円盤である以外は、リニアエンコーダー５０と同様の構成となっている。そして、ロータリーエンコーダー４０は、リニアエンコーダー５０と同様に２つの出力パルスＥＮＣ−Ａ、ＥＮＣ−Ｂを出力する。本実施形態のプリンター１０においては、ロータリーエンコーダー４０用の円盤状スケール４１に設けられている複数のスリットのスリット間隔は１／１８０インチであり、ＰＦ駆動ローラー３３ａが上記１スリット間隔だけ回転すると、１／１４４０インチだけ紙送りされる。つまり、上述したロータリーエンコーダー４０によってＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量や回転速度を検出することで、用紙Ｐの送り量（搬送方向に進んだ量）や搬送速度がわかることになる。

本実施形態の制御部１００は、このようなエンコーダー（本実施形態ではロータリーエンコーダー４０）を用いて、後述するように速度制御部１２０による速度ＰＩＤ制御と位置制御部１４０による位置ＰＩＤ制御を行う。また、速度制御部１２０による制御と位置制御部１４０による位置ＰＩＤ制御の切り替えを行う。この切り替えは、後述するように、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量（すなわち用紙Ｐの現在位置）に基づいて行われる。

また、制御部１００は、速度ＰＩＤ制御から位置ＰＩＤ制御に切り替えた後、用紙Ｐが目標位置に到達すると、用紙Ｐをその目標位置から移動させないようにするホールド制御（後述する）をさらに行う。以下、制御部１００が実行するＰＦモーター３１の制御方法について説明する。

図５は、速度制御部１２０の構成を説明するためのブロック図である。図６は、位置制御部１４０の構成を説明するためのブロック図である。図５に示すように、速度制御部１２０は、位置演算部１２１と、速度演算部１２２と、第１減算部１２３と、目標速度発生部１２４と、第２減算部１２５と、比例要素１２６と、積分要素１２７と、微分要素１２８と、加算部１３２と、ＰＷＭ信号出力部１３３と、を備えている。

これらのうち、位置演算部１２１は、ロータリーセンサー４２から入力される矩形波の出力信号（図４Ａ、図４Ｂ参照）のエッジをカウントすることにより、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量（言い換えると用紙Ｐの送り量）を算出する。なお、用紙Ｐを目標位置まで搬送させる際には、用紙Ｐを目標位置に到達させるためのＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量（目標回転量）が予め設定されている。

また、速度演算部１２２は、ロータリーセンサー４２から入力される矩形波の出力信号のエッジをカウントする。また、速度演算部１２２には不図示のタイマで計測される時間（周期）に関する信号も入力される。そして、速度演算部１２２は、カウントしたエッジと時間（周期）に基づいて、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転速度（用紙Ｐの送り速度）を算出する。

また、第１減算部１２３は、位置演算部１２１から出力される送り量に関する情報と、目標位置に関する情報とに基づき、目標位置（用紙Ｐを目標位置に到達させるためのＰＦ駆動ローラー３３ａの目標回転量）から現在位置（現在のＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量）を減算して位置偏差を算出する。

目標速度発生部１２４には、第１減算部１２３から出力される位置偏差に関する情報が入力される。目標速度発生部１２４は、速度プロファイルを参照し、位置偏差に応じた目標速度に関する情報を出力する。

図７は、現在位置に対する目標速度を説明するための図である。図には、目標速度発生部１２４が速度プロファイルを参照して出力する目標速度が示されている。尚、目標速度発生部１２４には、位置偏差が入力されるが、ここでは理解の容易のために横軸を現在位置として示している。すなわち、目標速度発生部１２４が速度プロファイルを参照して目標速度を出力すると、図に示すような関係の目標速度が出力されることになる。図には、目標位置から所定距離よりも離れた位置においては、速度ＰＩＤによる制御が行われることが示されている。また、目標位置から所定距離以内の位置においては、位置ＰＩＤによる制御が行われることが示されている。出力される目標速度は、駆動開始から徐々に上昇し一定速度を保ってから徐々に低下する曲線となっている。

第２減算部１２５は、目標速度から現在のＰＦモーター３１の送り速度（現在速度）を減算して、速度偏差ΔＶを算出し、比例要素１２６、積分要素１２７および微分要素１２８にそれぞれ出力する。比例要素１２６、積分要素１２７および微分要素１２８は、入力される速度偏差ΔＶに基づいて、以下の比例制御値ＱＰと、積分制御値ＱＩと、微分制御値ＱＤとを算出する。
ＱＰ（ｊ）＝ΔＶ（ｊ）×Ｋｐ …（式１）
ＱＩ（ｊ）＝ＱＩ（ｊ−１）＋ΔＶ（ｊ）×Ｋｉ …（式２）
ＱＤ（ｊ）＝｛ΔＶ（ｊ）−ΔＶ（ｊ−１）}×Ｋｄ …（式３）
ここで、ｊは、時間であり、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。

加算部１３２は、比例要素１２６、積分要素１２７、及び、微分要素１２８から出力される制御値を加算し、その加算により求めた制御値の和をＰＷＭ信号出力部１３３へ出力する。ＰＷＭ信号出力部１３３は、加算部１３２から供給される制御値の和を換算して得たデューティー比のＰＷＭ信号を出力する。

また、モータードライバー１０６は、ＰＷＭ信号出力部１３３から出力されるＰＷＭ信号に基づいて、ＰＦモーター３１をＰＷＭ制御にて制御駆動する。

また、図６に示すように、位置制御部１４０は、位置演算部１４１と、速度演算部１４２と、第１減算部１４３と、位置ゲイン乗算部１４４と、第３減算部１４５と、比例要素１４６と、積分要素１４７と、微分要素１４８と、加算部１５２と、ＰＷＭ信号出力部１５３と、を備えている。

これらのうち、位置演算部１４１、速度演算部１４２、第１減算部１４３、比例要素１４６、積分要素１４７、微分要素１４８、加算部１５２、ＰＷＭ信号出力部１５３は、上述の速度制御部１２０の対応する構成の位置演算部１２１、速度演算部１２２、第１減算部１２３、比例要素１２６、積分要素１２７、微分要素１２８、加算部１３２、ＰＷＭ信号出力部１３４のそれぞれと同様であるため、その説明を省略する。

位置ゲイン乗算部１４４は、第１減算部１４３で算出された位置偏差ΔＬ（＝目標位置−現在位置）に、所定の位置ゲイン（フィードバックゲイン）を乗じた値を算出する部分である。また、第３減算部１４５は、第１減算部１４３で算出された値から、現在速度を減算して、偏差ΔＨを算出する部分である。なお、位置ゲインをＧ、現在速度をＶとすると、偏差ΔＨを式に示すと、以下のようになる。
ΔＨ＝ΔＬ（ｊ）×Ｇ−Ｖ（ｊ） …（式４）

≪ＰＦモーター３１の制御方法について≫
以上のような構成を有するプリンター１０におけるＰＦモーター３１の制御方法について、以下に説明する。

例えば、プリンター１０の印刷の実行等に際して、制御部１００にＰＦモーター３１の駆動指令が発せられると、ＰＦモーター３１は、図７に示すような目標速度に従って駆動させられる。制御部１００は、まず、速度制御部１２０を用いた速度ＰＩＤ制御（速度フィードバック制御に相当）にてＰＦモーター３１を制御する。これにより、ＰＦモーター３１は、目標速度と現在速度との間の速度偏差ΔＶに基づいて、速度ＰＩＤ制御により制御される。すなわち、ＰＦモーター３１は、図７に示す目標速度に収束するように速度ＰＩＤ制御で駆動される。この速度ＰＩＤ制御は、ＰＦモーター３１の加速領域、および定速領域の間に行われ、さらに減速領域においても、図７に示す切り替え位置の手前側（左側；図７では実線で示される部分）まで行われる。

また、ＰＦモーター３１の駆動に際して、制御部１００は、常に、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量（用紙Ｐの現在位置）を求めている。そして、制御部１００は、現在位置に基づいて、用紙Ｐが目標位置（図７参照）から所定距離だけ離れた位置（切り替え位置）に到達したか否かを判断する。言い換えると、制御部１００は、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量が、切り替え位置に到達させるための回転量になったか否かを判断する。

この判断において、切り替え位置に到達したと判断される場合、制御部１００は、速度制御部１２０に基づく速度ＰＩＤ制御から、位置制御部１４０に基づく位置ＰＩＤ制御（位置フィードバック制御に相当）へと、ＰＦモーター３１の制御を切り替える。

速度ＰＩＤ制御から位置ＰＩＤ制御に切り替えられると、式（４）に基づいて偏差ΔＨが算出される。この式（４）等から明らかなように、切り替え後、位置偏差ΔＬは、ＰＦモーター３１が駆動するにつれて（ＰＦ駆動ローラー３３ａが回転するにつれて）、徐々に小さくなっていく。また、一般に、ＰＩＤ制御は、偏差が０（ゼロ）となるように制御するものなので、上述の式（４）の位置ＰＩＤ制御においては、位置偏差ΔＬが小さくなっていけば、その位置偏差ΔＬを解消する（ゼロとする）ための現在速度も小さくなっていく。なお、位置ＰＩＤ制御への切り替え後は、速度プロファイルに基づく制御駆動ではなくなるため、図７では、切り替え後の速度と位置との関係を、仮想的なものとして破線で示している。

ところで、位置偏差ΔＬが０（ゼロ）となる場合（すなわち、現在のＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量が、目標回転量になった場合）、現在速度が０（ゼロ）であれば、偏差ΔＨは０（ゼロ）となり、用紙Ｐは搬送されないこととなる。しかしながら、位置偏差ΔＬが０（ゼロ）となる場合の現在速度が０（ゼロ）でない場合には、当該偏差ΔＨを０（ゼロ）とする向きの位置ＰＩＤ制御に基づく出力が、ＰＷＭ信号出力部１５３から出力される。この場合、用紙Ｐは目標位置を一度通過し、その後、再度目標位置に到達するように制御されることになる（後述するオーバーシュート）。

≪ホールド制御について≫
プリンター１０では、用紙Ｐが目標位置に到達した後においても、目標位置（停止位置）から移動させないようにするためにＰＩＤ制御（位置ＰＩＤ制御）を行っている。以下、このように用紙Ｐが目標位置に到達後に、用紙Ｐが移動しないようにする制御のことをホールド制御と呼ぶ。このホールド制御では、用紙Ｐが目標位置に到達する直前の位置ＰＩＤ制御における位置ゲイン（第３フィードバックゲインに相当）よりも小さい位置ゲインが設定されている。

＜比較例１＞
図８は比較例１における用紙Ｐの搬送の制御についての説明図である。図において横軸は時間（ｔ）、縦軸は用紙Ｐの位置を示している。

図の左側ではＰＦモーター３１が速度ＰＩＤ制御によって駆動されている。このように速度ＰＩＤ制御によって、目標位置と現在位置との間の距離が小さくなっていく。そして、目標位置から所定の距離以内になると、速度ＰＩＤ制御から位置ＰＩＤ制御へとＰＦモーター３１の制御が切り替えられる。さらに、制御部１００は、用紙Ｐが目標位置に到達したと判断すると、ホールド制御に切り替えてＰＦモーター３１を制御する。前述したように、ホールド制御は用紙Ｐを目標位置から移動させないための制御であり、目標位置に到達する直前の位置ＰＩＤ制御の位置ゲインよりも小さい位置ゲインを用いた制御（位置ＰＩＤ制御）である。

このように、制御部１００は、目標位置から所定距離より離れているときには速度ＰＩＤ制御を行って予め定められた速度プロファイルで目標位置へと近づけるようにＰＦモーター３１を制御する。そして、目標位置から所定距離以内では、位置ＰＩＤ制御に切り替えて、用紙Ｐが正確に（精度良く）目標位置へ到達するようにＰＦモーター３１を制御する。このようにすることで、用紙Ｐを精度良く目標位置に到達させることができるようになる。また、制御部１００は、用紙Ｐが目標位置へ到達したと判断すると、ホールド制御（位置ＰＩＤ制御）を行って目標位置から移動させないようにしている。

しかし、近年、プリンター１０などではスループットの向上が要求されてきている。スループットを向上させるためには、例えば搬送速度（言い換えるとＰＦ駆動ローラー３３ａの回転速度）を高速化することが考えられる。しかし、搬送速度を高速化すると、後述する比較例２のように紙送りの精度が低下するおそれがある。

＜比較例２＞
図９は比較例２における用紙Ｐの搬送の制御についての説明図である。図９において図８と同様に、横軸は時間（ｔ）、縦軸は用紙Ｐの位置を示している。

比較例２では比較例１よりも高速に用紙Ｐを目標位置に到達させるように制御を行っている。このため、比較例２において、速度ＰＩＤ制御で用いられる速度プロファイル（目標速度）は比較例１よりも速く設定されている。また、比較例２では、比較例１よりも位置ＰＩＤ制御の位置ゲインが大きく設定されている。また、ホールド制御における位置ゲインには比較例１と同じ値（小さい値）が設定されている。

比較例２では、速度ＰＩＤ制御で用いられる速度プロファイル（目標速度）における速度が比較例１よりも速くなるように設定されているので、比較例１よりも急な傾きで目標位置と現在位置との距離が小さくなっていく。また、比較例２においても、制御部１００は、目標位置から所定の距離以内になると、制御が速度ＰＩＤ制御から位置ＰＩＤ制御へと切り替えられる。そして、その後、用紙Ｐが目標位置に到達した判断すると、ホールド制御に切り替えられる。

しかし比較例２では、ホールド制御における位置ゲインが小さいため、図９において実線で示すように、目標位置に到達した際に精度良く停止させることができず、用紙Ｐが目標位置を通過（オーバーシュート）している。つまり、目標位置に対する用紙Ｐの停止精度が低下している。このように用紙Ｐが目標位置を通過すると、式（４）の偏差ΔＨを０（ゼロ）とする向きの位置ＰＩＤ制御に基づく出力が、ＰＷＭ信号出力部１５３から出力され、再度、目標位置に近づくように制御が行われる。なお、オーバーシュートを防止するため、例えばホールド制御で用いる位置ゲインを大きく設定することも考えられるが、位置ゲインを大きくすると外乱（例えば、用紙Ｐがユーザーに引っ張られるなど）があった場合、図９において破線で示すように振動を繰り返してしまうというおそれがある。

図１０は、比較例２におけるＰＦモーター３１の駆動と用紙Ｐの搬送との関係についての説明図である。図の横軸は時間（ＰＦ駆動時間）、縦軸（左側）はＰＷＭ制御のＤｕｔｙ、縦軸（右側）はＰＦ駆動速度及び目標位置までの距離をそれぞれ示している。また図では、ＰＷＭ信号出力部１３３から出力されるＰＷＭ信号のデューティー（Ｄｕｔｙ）、用紙Ｐの現在速度及び目標速度、目標位置までの距離（ＰＦ駆動ローラー３３ａの現在の回転量と目標回転量との差）のそれぞれの時間変化が示されている。

図に示すように、ＰＦモーター３１は加速域、定速域、減速域となるようにＰＷＭ制御による速度ＰＩＤ制御によって駆動されている。具体的には、駆動開始から約２５ｍｓｅｃまでは次第に速度が増加する加速域であり、２５〜９０ｍｓｅｃでは速度が一定の定速域であり、９０ｍｃｅｓ以降は次第に速度が減少する減速域である。この減速域における所定位置で速度ＰＩＤから位置ＰＩＤに切り替えられ、式（４）の偏差ΔＨを用いたフィードバック制御が行われる。

また、用紙Ｐが目標位置に到達したと判断されると、ホールド制御が行われる。
図１０からわかるように、比較例２では用紙Ｐが目標位置に到達しても精度良く用紙Ｐを停止できていない。具体的には、目標との距離が０になっても用紙Ｐが停止せず、目標位置（右軸の目盛０）を２目盛（ロータリーセンサー４２の出力信号の２エッジ分）通過していることがわかる。

このように比較例１よりも搬送速度を高速化させた比較例２では、目標位置に精度良く停止させることができず、オーバーシュートするおそれがある。また、オーバーシュートを防止するため、ホールド制御の位置ゲインを大きく設定すると外乱があった場合に振動を繰り返してしまうというおそれがある。

そこで、本実施形態では、比較例１よりも短い時間で、且つ、比較例２よりも用紙Ｐを精度良く目標位置に搬送させるようにしている。

＜本実施形態＞
前述した比較例（比較例１、比較例２）では、ホールド制御を行う期間が一つであった。これに対し、本実施形態ではホールド制御を行う期間を２つとし、各期間においてそれぞれ位置ゲインの大きさを変えている。

図１１は、本実施形態における用紙Ｐの搬送の制御についての説明図である。なお、目標位置に到達するまでの制御は比較例２（図９）と同じであるので説明を省略する。

図に示すように、本実施形態では、目標位置に到達したと判断した後にホールド制御（以下、第１ホールド制御ともいう）を行う期間と、第１ホールド制御の後にホールド制御（以下、第２ホールド制御ともいう）を行う期間を設けている。また、第１ホールド制御を行う期間を第１ホールド制御期間とよび、第２ホールド制御を行う期間を第２ホールド制御期間とよぶ。また、第１ホールド制御期間に適用される位置ゲインのことを第１ホールド用位置ゲイン（第１フィードバックゲインに相当）とよび、第２ホールド制御期間に適用される位置ゲインのことを第２ホールド用位置ゲイン（第２フィードバックゲインに相当）とよぶ、本実施形態では、第１ホールド用位置ゲインは第２ホールド用位置ゲインよりも大きく設定されている。なお、第２ホールド用位置ゲインは、前述の比較例（比較例１、比較例２）のホールド期間に設定されていた位置ゲインと同じ値（小さい値）が設定されている。

本実施形態では、第１ホールド制御期間で用いる第１ホールド用位置ゲインが比較例の位置ゲインよりも大きくすることによってオーバーシュートを抑制することができ、また、目標位置への収束を早くすることができる。また、第２ホールド制御期間で用いる２ホールド用ゲインを小さくすることで用紙Ｐを目標位置から移動させないようにできる（外乱があった場合にも振動を防止できる）。なお、用紙Ｐが目標位置に到達する直前の位置ＰＩＤ制御の位置ゲインは、第１ホールド用位置ゲインよりさらに大きい。これにより、用紙Ｐを速く目標位置に到達させることができる。つまり、位置ゲインは、位置ＰＩＤ制御、第１ホールド制御、第２ホールド制御の各期間で順に小さくなっている。

また、本実施形態では、制御部１００は、用紙Ｐが目標位置に到達した後に第１ホールド制御を行うこととしているが、位置ＰＩＤ制御から、第１ホールド制御への切り替えは、少なくとも、図９におけるオーバーシュートのピークに達するよりも前（言い換えるとＰＦ駆動ローラー３３ａの回転方向が反転するよりも前）に行うようにすることが望ましい。こうすることによりオーバーシュートを低減させることができ、早く目標位置に収束させることができる。

図１２は、本実施形態におけるＰＦモーター３１の駆動と用紙Ｐの搬送との関係についての説明図である。

図１２においても、図１０と同様に、図の横軸は時間（ＰＦ駆動時間）、縦軸（左側）はＰＷＭ制御のＤｕｔｙ、縦軸（右側）はＰＦ駆動速度及び目標位置までの距離をそれぞれ示している。また図では、ＰＷＭ信号出力部１３３から出力されるＰＷＭ信号のデューティー（Ｄｕｔｙ）、用紙Ｐの現在速度及び目標速度、目標位置までの距離（ＰＦ駆動ローラー３３ａの現在の回転量と目標回転量との差）のそれぞれの時間変化が示されている。

なお、本実施形態においてホールド制御以外の制御は比較例２（図１０）と同じであるので説明を省略する。

本実施形態では、第１ホールド制御期間で適用される第１ホールド用位置ゲインが比較例２のホールド制御で適用された位置ゲインよりも大きいので、比較例２（図１０）よりも精度良く、且つ、迅速に目標位置に収束させることができていることがわかる。例えば、比較例２では、目標位置に到達（通過）してから位置が安定するまで約３０ｍｓｅｃかかっていたのに対し、本実施形態では、目標位置に到達してから位置が安定するまで約１５ｍｓｅｃである。また、比較例２では、２エッジ分オーバーシュートしていたのに対し、本実施形態では、第１ホールド制御期間で用紙Ｐを目標位置に精度良く停止させることができている（残り距離が０（ゼロ）になっている）。また、本実施形態では、第１ホールド制御期間の後の第２ホールド制御期間で適用される第２ホールド用位置ゲインが小さいので、用紙Ｐが目標位置に到達後、用紙Ｐを停止位置から移動させない（外乱などによる振動を防止する）ようにできる。

図１３は、目標位置に対する停止精度のばらつきの一例についての説明図である。ここでは、比較例（比較例２の位置ゲインが小さい場合）と本実施形態を用いて、それぞれ用紙Ｐを目標位置に搬送させる処理を複数回行いその停止位置（ばらつき）を比較した。図１３の横軸は目標位置からのズレ量を示し、縦軸は頻度（出現頻度）を示している。図では比較例（比較例２の位置ゲインが小さい場合）と本実施形態における停止位置についてのばらつきが示されている。

図において、ズレ量が０（ゼロ）の位置では用紙Ｐが目標位置で停止したことを示しており、このズレ量０（ゼロ）の位置から離れるほど用紙Ｐの停止位置が目標位置から外れていることになる。

図から、本実施形態では比較例２よりも精度よく目標位置に停止させることができていることがわかる。

以上、説明したように、本実施形態のプリンター１０は、用紙Ｐを搬送するＰＦ駆動ローラー３３ａと、ＰＦ駆動ローラー３３ａに用紙Ｐを搬送させる駆動力を与えるＰＦモーター３１と、ＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量を検出するロータリーエンコーダー４０と、ＰＦモーター３１を制御してＰＦ駆動ローラー３３ａを回転させる制御部１００を備えている。

そして、プリンター１０の制御部１００は、用紙Ｐを目標位置に到達させるためのＰＦ駆動ローラー３３ａの目標回転量（目標位置）と、現在のＰＦ駆動ローラー３３ａの回転量（現在位置）とを比較して用紙Ｐが目標位置に到達したか否かを判断するとともに、少なくとも、用紙Ｐが目標位置に到達したと判断するよりも前に、目標回転量（目標位置）と現在の回転量（現在位置）に基づいて、搬送モーターの駆動を位置ＰＩＤ制御している。さらに、制御部１００は、用紙Ｐが目標位置に到達したと判断した後、第１ホールド用位置ゲインを用いた第１ホールド制御を行い、その後、第１ホールド用位置ゲインよりも小さい第２ホールド用位置ゲインを用いた第２ホールド制御を行っている。

これにより、搬送速度を速めた場合においても、第１ホールド用位置ゲインが比較例のホールド期間で用いられる位置ゲインよりも大きいことによりオーバーシュートを低減させることができ、また目標位置への収束を早めることができる。また、第２ホールド用位置ゲインを小さくすることで、用紙Ｐが目標位置に達した後、その目標位置から移動させないようにすることができる。

よって、本実施形態のプリンター１０では、用紙Ｐを精度良く、かつ、短時間で目標位置に搬送することができる。

また、本実施形態のプリンター１０では、上述したように用紙Ｐを精度良く、かつ、短い時間で目標位置に搬送することができることにより、キャリッジ２１の駆動（印刷ヘッド２８からのインクの吐出）を早く開始することができる。よって、プリンター１０における印刷速度の向上（スループットの向上）を図ることができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜プリンターについて＞
前述の実施形態では搬送装置を備える液体吐出装置としてプリンター１０が説明されていたが、これに限られるものではなくインク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を吐出したりする液体吐出装置に具現化することもできる。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、気体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の装置に、上述の実施形態と同様の技術を適用してもよい。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
また、前述の実施形態のプリター１０は、被搬送物として所定サイズに裁断された用紙Ｐ（例えば普通紙）に印刷を行っていたが、これには限られない。例えば、帯状の用紙がロール状に巻かれたロール体から用紙を引き出して印刷を行うプリンターであってもよい。

＜吐出方式について＞
前述の実施形態では、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動方式で印刷ヘッド２８のノズルからインクを吐出していたがこれには限られない。例えばインクをヒーターで加熱し、発生する泡の力を利用するヒーター方式、磁歪素子を用いる磁歪方式、ミストを電界で制御するミスト方式等を採用してもよい。

＜インクについて＞
カートリッジ２７に充填されるインクは、染料系インク／顔料系インク等、いずれの種類のインクを搭載しても良い。また、ノズルから吐出する液体は、このようなインクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）をノズルから吐出しても良い。

＜ＰＦモーター３１の制御について＞
前述の実施形態では、速度制御部１２０および位置制御部１４０は、それぞれＰＩＤ制御を行うように構成されている。しかしながら、ＰＦモーター３１の制御は、ＰＩＤ制御には限られない。ＰＩＤ制御以外の制御としては、ＰＩ制御、ＰＤ制御、Ｐ制御等のフィードバック制御、その他、フィードフォワード制御とフィードバック制御の併用等がある。
また、前述の実施形態では用紙Ｐが目標位置に到達してから行うホールド制御を２つの期間に分けていたが、これには限られず３つ以上の期間に分けてもよい。なお、この場合、各期間の位置ゲインが順に小さくなるように設定することが望ましい。

１０ プリンター、
２０ キャリッジ駆動機構、
２１ キャリッジ、２２ ＣＲモーター（キャリッジモーター）、
２３ ベルト、２４ 歯車プーリ、２５ 従動プーリ、
２６ キャリッジ軸、２７ カートリッジ、２８ 印刷ヘッド、
３０ 用紙搬送機構、３１ ＰＦモーター、３２ 給紙ローラー、
３３ ＰＦローラー対、３３ａ ＰＦ駆動ローラー、３３ｂ 従動ローラー、
３４ プラテン、３５ 排紙ローラー対、
３５ａ 排紙駆動ローラー、３５ｂ 従動ローラー、
４０ ロータリーエンコーダー、４１ 円盤状スケール、
４２ ロータリーセンサー、５０ リニアエンコーダー、
５１ リニアスケール、５２ リニアセンサー、
５２Ａ 発光ダイオード、５２Ｂ コリメーターレンズ、
５２Ｃ 検出処理部、５２Ｄ フォトダイオード、
５２Ｅ 信号処理回路、５２Ｆa，５２Ｆｂ コンパレーター、
１００ 制御部、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、
１０４ ＰＲＯＭ、１０５ ＡＳＩＣ、１０６ モータードライバー、
１２０ 速度制御部、１２１ 位置演算部、１２２ 速度演算部、
１２３ 第１減算部、１２４ 目標速度発生部、１２５ 第２減算部、
１２６ 比例要素、１２７ 積分要素、１２８ 微分要素、
１３２ 加算部、１３３ ＰＷＭ信号出力部、
１４０ 位置制御部、１４１ 位置演算部、１４２ 速度演算部、
１４３ 第１減算部、１４４ 位置ゲイン乗算部、１４５ 第３減算部、
１４６ 比例要素、１４７ 積分要素、１４８ 微分要素、
１５２ 加算部、１５３ ＰＷＭ信号出力部

Claims (7)

1. 被搬送物を搬送する搬送ローラーと、
   前記搬送ローラーに前記被搬送物を搬送させるための駆動力を与える搬送モーターと、
   前記搬送ローラーの回転量を検出する検出部と、
   前記搬送モーターを制御して前記搬送ローラーを回転させる制御部であって、前記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転量と、現在の前記搬送ローラーの回転量とを比較して前記被搬送物が前記目標位置に到達したか否かを判断し、少なくとも、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に、前記目標回転量と現在の前記回転量に基づいて、前記搬送モーターの駆動を位置フィードバック制御する制御部と
   を備えた搬送装置であって、
   前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行い、その後、前記第１のフィードバックゲインよりも小さい第２のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行うことを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に行う前記位置フィードバック制御には、前記第１のフィードバックゲインよりも大きい第３のフィードバックゲインを用いる、
   ことを特徴とする搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載の搬送装置であって、
   前記被搬送物が前記目標位置を通過すると前記位置フィードバック制御によって前記搬送ローラーの回転方向を反転するよう前記搬送モーターが制御され、
   前記制御部は、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、前記搬送ローラーの回転方向が反転するよりも前に、前記第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う、
   ことを特徴とする搬送装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の搬送装置であって、
   前記第１のゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う期間は、前記第２のゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う期間よりも短い、
   ことを特徴とする搬送装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の搬送装置であって、
   前記搬送ローラーの回転速度を検出する速度検出部をさらに有し、
   前記制御部は、前記位置フィードバック制御を実行するよりも前に、前記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転速度と、前記速度検出部で検出された現在の前記搬送ローラーの回転速度とに基づいて、前記搬送モーターを速度フィードバック制御する、
   ことを特徴とする搬送装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の搬送装置と、
   前記目標位置に搬送された前記被搬送物に液体を吐出するヘッドと、
   を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
7. 被搬送物を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーに前記被搬送物を搬送させるための駆動力を与える搬送モーターとを有する搬送装置による搬送方法であって、
   前記搬送ローラーの回転量を検出する工程と、
   記被搬送物を目標位置に到達させるための前記搬送ローラーの目標回転量と、現在の前記搬送ローラーの回転量とを比較して前記被搬送物が前記目標位置に到達したか否かを判断する工程と、
   少なくとも、前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断するよりも前に、前記目標回転量と現在の前記回転量に基づいて、前記搬送モーターの駆動を位置フィードバック制御する工程と、
   前記被搬送物が前記目標位置に到達したと判断した後、第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う工程と、
   前記第１のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行った後、前記第１のフィードバックゲインよりも小さい第２のフィードバックゲインを用いて前記位置フィードバック制御を行う工程と、
   を有することを特徴とする搬送方法。